聚合物成型加工——复习提纲

一、流变学基础

1. 聚合物成型加工，是聚合物原料及其助剂，通过塑料加工机械和模具，在热和外力等因素的作用下，获得满足形状和性能要求的制品的过程。

2. 聚合物成型加工的核心要素:材料（配方）、（加工）设备、（加工）工艺

3. 流动性-剪切粘度，可延性-内聚力、拉伸粘度

4. 流变学是研究材料流动及变形规律的一门科学。

5. D=λ/t，λ松弛时间（relaxation time)(材料性质)，t形变过程的时间(变形的环境条件），打破了固体和流体响应的界限,提供了衡量粘弹性的定量尺子

6. 粘弹性是聚合物流变行为的基本特征

7. 拉伸流动:纵向速度梯度；剪切流动：横向速度梯度。剪切流动与液体的粘性联系在一起，而拉伸流动与液体的弹性联系在一起。

8. 拖曳流动：流体边界相对运动；压力流动：流体边界无相对运动

9. 流体抵抗流动变形的能力称为粘度，反映流体内摩擦阻力的大小。

10. 绝对速率理论: 把粘滞流动看成是受高能量过渡状态控制的一种速率过程。液体分子从开始的平衡位置过渡到另一平衡状态。越过能垒进行传输，该能垒受到作用应力的影响发生偏移。说明：在外应力很小时，粘度与应力无关，应力较大时，粘度随应力提高而下降。

11. 自由体积理论：自由体积，由于提高了容许分子运动的空隙，其值越大粘度越小；给定温度下分子的体积，温度越高，其值越大。所以温度升高，自由体积增大，粘度降低；

12. 过剩熵理论: 温度下降，液体的熵降低，使形变增加困难

13. 触变性(thixotropic)：一定T、γ~,随时间增加，η下降；震凝性(rheopectic)液体：一定T、γ~,随时间增加，η上升

14. 流体粘度随剪切速率变化的内在原因：体系内微观结构的变化

15. 聚合物普适流动曲线:在取向度相同的条件下，不同体系具有相同的约化粘度

16. 剪切变稀：缠结理论和取向理论

17. 粘流活化能：是分子链流动时用于克服分子间作用力以便更换位置所需要的能量

18. 聚苯乙烯熔体的粘度，对温度和剪切速率都敏感。

19. 塑料中，用于注射成型的树脂分子量应小些，用于挤出成型的树脂分子量可大些，用于吹塑成型的树脂分子量可适中。

20. 橡胶工业中常用门尼粘度表征材料的流动性，塑料工业中常用熔融指数或流动长度表征塑料的流动性。

21. 分子量分布宽，非牛顿性显著，η对剪切较敏感；分布窄，更多牛顿性特征，η对温度较敏感。

22. 低剪切速率下，粘度主要取决于高分子量组分；高剪切速率下，粘度主要取决于低分子量组分

23. 若支链虽长，但其长度还不足以使支链本身发生缠结，这时体系自由体积体积增大。与分子量相当的线形聚合物比，支化聚合物的粘度要低些

24. 若支链相当长，支链本身发生缠结，则使粘度大幅度增大。支化聚合物的非牛顿性较强。长支链使熔体强度增加，有利于吹膜、发泡。

25. 树枝状大分子的粘度在分子量超过一定数值后，反而随分子量提高而下降。

26. 触变剂的作用：防止树脂在施工的斜面或垂直面上流淌，避免树脂含量在上下层不均匀现象，从而保证制品的质量。

27. 填充体系的流变行为：① 一般，随填加量增大，体系粘度增大，弹性减弱，且常出现屈服现象。②非牛顿型流动性（剪切变稀）更为显著。

28. 加入偶联剂有助于降低填充体系的粘度

29. 柱塞流：混合不均－受剪切力小，制品性能差。难以上色。PVC，PP是典型柱塞流动（n值小）

30. 因管道截面变小（锥形和楔子形），受到抑制性拉伸作用的称为收敛流动。

31. 拉伸硬化：LDPE，PS；拉伸变稀：HDPE，PP线形高分子

32. 拉伸变稀材料的纺丝和吹膜稳定性差。聚合物中引入长支链，有利于获得拉伸硬化的材料。

33. 第一法向应力差和剪切应力成正比。且为正值。

34. 法向应力差的原因：剪切应力导致分子构象变化，平行流场方向尺寸增大，垂直流场方向尺寸减小。分子储存了弹性能。沿着与剪切力垂直的方向上分子有发生膨胀的趋势，对平行板产生向往的推力。

35. 入口压力降：弹性部分相当大（95％），入口区流线收敛发生弹性形变所导致的压力降, 转变为弹性能储存在熔体中。

36. L/D很大（>24）时，可不作入口效应修正

37. 出口胀大效应的原因：a）入口效应（储存的拉伸弹性应变）b）剪切流动区（剪切弹性应变）

38. Barus效应（出口胀大）的本质是分子链在挤出过程中弹性应变未完全松弛，在出口处松弛所引起的。

39. 影响膨胀比的因素：可恢复的弹性形变量的大小，该值越大，膨胀比越大；松弛时间和管内停留时间的比（De)， De越大膨胀比越大

40. 低剪切弹性模量的聚合物（柔性，分子量相互作用弱）流动中可逆剪切应变大，膨胀比也大；大分子量和分布加宽会增加膨胀比；膨胀比随剪切速率先增加，后减小，再破裂；温度增加，膨胀比也增加。长径比L/D减小，膨胀比增加；入口端收敛角↓，B↓，减少液体中可逆应变成分，而入口角=收敛角时，膨胀比最小。

41. 出口胀大的影响：导致制品变形、扭曲、降低尺寸稳定性；引入内应力，影响力学

性能

42. 出口胀大效应的消除措施：①增大长径比；②提高T；③对挤出物适当速度牵引和拉伸，减少弹性应变。

43. LDPE熔体破裂的原因（入口破裂）：次级流动，法向应力差导致的

44. 线性高分子链熔体破裂的原因：（管壁滑-粘转变，然后破裂，此过程伴随分子链的取向和解取向）

45. 产生熔体破裂时的应力和剪切速率称为临界剪切应力和临界剪切速率

46. 熔体破裂的消除措施：①降低Mw，加宽分布，使临界剪切速率↗②提高T，但要防止分解交联③降低挤出速度④增大口型间隙，延长唇部尺寸⑤加入填料或软化增塑剂，共混方法。⑥挤出后适当牵伸。

二、流变学测定

1. 毛细管流变仪的优点:①操作简单、测量准确，测量范围广(剪切速率 101－105 S-1)；

②和某些实际成型加工中物料流动相仿，因而具有实用价值。可方便地加到加工生产线中，进行在线测量；③除可测定黏性外，还能从挤出胀大等数据中测定弹性

2. 毛细管流变仪三个校正：剪切应力校正（入口压力降），剪切速率校正（非牛顿性），管壁滑移校正。

3. 毛细管流变仪测量误差的来源：①仪器本身参数的误差②管壁滑移③粘性发热引起的误差，限制了高剪切速率时测粘度的可靠性④自重和压力的影响，毛细管流变仪不能测定很低剪切速率下或很低粘度的流体。

4. 毛细管流变仪的缺点:①切应力和切变速率随毛细管半径而变化②不能进行动态测定，不能测定时间依赖性流体的粘度

5. 毛细管流变仪的适用范围：①剪切速率范围20－105 S-1②粘度范围10－ 106 Pa S

6. 各种旋转流变仪的适用性：转筒流变仪-低粘度流体；锥板流变仪–液、熔体；平行板流变仪–η很高的浆状体，用于动态松驰特性的研究

7. 同轴圆筒粘度计的特点： 1．属于有严密解析的仪器，当内外筒间隙很小时，间隙中流体各点的剪切速率接近相等 2．常用、价廉、易于操作，广泛用于各种低粘度液体、高聚物溶液、胶乳等粘度的常规测试 3．很少用于高剪切速率下的粘度测定。

8. 锥板粘度计的特点：1.处处剪切速率相同,上述计算方法适用于任何流体。测试和数

据处理不需作任何校正。 2. α通常为1°，对于有大粒填料的分散体，通常使用α为4°的测量头。

9. 锥板粘度计的优点：1．清洁容易，样品用量少（不大于4ml)。而同轴圆筒型需要5－50ml。 2．可测量热固性树脂固化过程中的粘度变化。 3．可测量法向应力差 4 ．可测量动态粘弹性

10. 锥板粘度计的局限性： 1.通常用于低剪切速率的范围。当剪切速率大于100s-1时，锥板边缘产生二次流 2.不适于测量含有较大颗粒和高固体含量的试样。含研磨颗粒的测试样品会引起磨损。

11. 平行板流变仪的特点：0.3 mm

12. 在临界应变γc以下，材料微观结构没有破坏，为线性粘弹性区。

13.动态粘弹性的重要性在于：①动态测量时，可以同时获得材料粘性行为和弹性行为的信息；②容易实现在很宽频率范围内的测量，按时温等效原理，即容易了解在很宽温度范围内材料的性质；③动态粘弹性与材料的稳态粘弹性之间有一定的对应关系，通过测量，可以沟通材料两类性质间的关系。

14. 绝对流变仪：①仪器的几何结构及试验程序都有很严格的要求②绝对流变仪的优点是客观地表征样品，试验结果与试验仪器及生产厂家无关。混炼机型转矩流变仪是相对流变仪

三、配方设计与混合

1. 制品设计一般原则：高性能、易加工、低成本（实用、高效、经济）

2. 制品设计程序：性能要求、初选材料、配方试验及优化、材料规范化

3. 助剂的使用原则：与聚合物基体协调配伍，相容、易分散、稳定；用量应适当；协同效应与对抗作用；工艺条件的适应性；环保性。

4. 增塑剂：A．加入能使T g、T f 、熔融粘度降低，使成型加工容易进行。 B．在使用温度范围内使制品具有柔韧性。兼具以上二项作用的物质称为增塑剂。

5. 相容性好坏的评价方法：观察表面有无渗出物；溶解度参数；介电常数

6. 增塑剂的选用条件：（1）相容性好，增塑效率高。（2）耐久性好（挥发性低，迁移性小），高分子量。（3）耐光、热、不燃无毒、价格低廉。

7. 热稳定性作用机理（1）吸收中和HCl，抑制自动催化作用；（2）置换PVC中不稳定的烯丙基Cl和叔碳位的Cl，抑制脱HCl；（3）捕捉自由基，阻止氧化反应。

8. 常用热稳定剂：①盐基性铅盐②金属皂类③有机锡④亚磷酸酯⑤钡镉复合稳定剂等

9. 抗氧剂：受阻酚类、芳香胺类、亚磷酸酯类

10. 光稳定剂：主要用于聚烯烃，尤其是PP。主要有紫外线吸收剂、光屏蔽剂、淬灭剂、自由基捕获剂

11. 成核剂作用：提高成核速率，细化结晶，提高结晶速率

12. 成核剂分类：(1) 无机类：滑石，SiO2，高岭土，BN (2) 有机化合物：一元或多元羧酸盐，颜料。 (3) 聚合物：高熔点（液晶类）

13. 成核剂对聚合物性能影响(1)结晶速率加快，缩短成型周期。(2) 改进光学透明度，提高冲击强度（韧性）(3)提高结晶度，硬度，弹性模量，拉伸强度。

14. 抗静电剂机理：一是在材料表面形成导电层,从而降低表面电阻率,使已经产生的静电荷迅速泄露;二是赋予材料表面有一定的润滑性,降低摩擦系数,从而抑制和减少静电荷的产生。

15. 抗静电剂的基本类别：表面活性剂，导电炭黑，吸湿性物质

16. 阻燃剂：含卤素的有机化合物，红磷、三氧化二锑、硼化物、氢氧化镁、氢氧化铝等

17. 阻燃机理：稀释可燃物，隔绝氧气，冷却塑料，消除自由基

18. 氧指数OI–––试样在氧氮混合气流中，维持平稳燃烧（即进行有焰燃烧）所需的最低氧气浓度。

19. 润滑剂分类：（1）内润滑剂，减少聚合物内摩擦，与聚合物有一定的相容性。（2）外润滑剂，保留在塑料熔体的表层，降低塑料与加工设备的摩擦，与聚合物有很低的相容性。

20. 润滑剂作用：改进塑料熔体的流动性能，减少或避免对设备的摩擦和粘附，以及改进制品表面光亮度等。

21. 润滑剂常用：脂肪酸及其皂类、脂肪酸酯类、脂肪醇类、酰胺类、石蜡、低分子量

PE、合成蜡、丙烯酸酯类、某些有机硅化合物。

22. 偶联剂作用：用于促进无机填料在聚合物中的分散，提高界面粘结强度

23. 偶联剂常用：硅烷偶联剂；钛酸酯偶联剂

24. 偶联效果评价：测粘η下降；扫描电镜看界面；力学性能测试。

25. 化学发泡剂：偶氮二甲酰胺，对甲苯磺酰氨基脲

26. 填料目的：降低成本，改善加工性能及物理力学性能①大幅度提高材料刚度②提高材料的耐热性能

27. 填料形状的影响：1.纤维状填料的增强效果好。长径比越大，增强效果越好；2. 球形填料的增韧效果好。3. 填料粒度尺寸越小，对填充材料的拉伸强度和冲击强度提高越大。

28. 配方设计的关键:选材、搭配、用量、混合四大要素

29. 需要干燥的树脂：PC,PA,ABS（可逆分解、内应力）

30. 扩散的三种基本运动形式：分子扩散（在气体和低粘度液体中占支配地位）、涡流扩散（聚合物熔体中不易实现，聚氨酯的反应注射成型）、体积扩散（在聚合物加工中，这种混合占支配地位）

31. 混炼三要素：P-压缩 S-剪切 D-置换

32. 按混合形式分类：分布式（组分浓度分布更均匀，部分干混合器）和分散式（混合时混合物中的组分粒度减小，开炼机、密炼机）

33. 高粘度的少组分混合到低粘度的多组分中--------比较困难；低粘度的少组分混合到高粘度的多组分中--------相对容易

34. 塑炼一般是在高于流动温度以上且在较强的剪切速率下进行的。塑炼后物料中各组分的化学性质或物理性质会有所改变。如聚合物产生降解反应或粘度发生变化。而混合、捏合都是在Tg和较缓和的剪切速率下进行的，混合后的物料各组分本质上基本没变化。

35. 间歇式混合设备：混合过程是不连续的。混合过程三个主要步骤：投料、混炼、卸料，周而复始。典型设备：捏合机、开炼机、密炼机等。

36. 连续式混合设备：混合过程是连续的。典型设备：如单、双螺杆挤出机、FCM连续混炼机等。

37. 开炼机和密炼机属于（转子类混合设备）

38. 开炼机特点：塑炼作用主要靠两辊间隙的一条线，塑炼效率低，高温与空气接触物料易氧化，助剂有一定挥发损失，工作环境差，劳动强度高，但可以随时观察物料塑炼情况。

39. 密炼机特点：剪切作用强烈，塑炼效率高；不与空气接触，不易氧化分解；同时也不易排出挥发份；机械化程度高

40. 单螺杆挤出机：混合能力较弱，主要用来挤出造粒，分布式混合为主

41. 双螺杆挤出机：混合能力很强。主要用于填充改性、纤维增强改性、共混改性、反应挤出、PVC型材挤出。

42. 行星螺杆挤出机：是生产透明PVC片材的理想混炼设备，具有啮合次数高、热交换面积大、停留时间短、自洁性好、塑化效率高的特点。

43. 混合方法：直接混合或母料稀释

44. 提高混合均匀性的方法：物料的预处理：1.对于液体组分预热；2.研磨成浆料；3. 填料的表面处理。混合加料顺序。升温。加偶联剂。大批量助剂可分次加入。

四、挤出

1. 一次成型和二次成型的区别

成型对象不同：一次成型的对象是初始聚合物和其他组分混合物；二次成型的对象是一次成型的型材

物料状态不同：一次，T f以上，熔体加工，塑性形变（热塑、热固），包括：挤出、注射、模压、压延、传递模塑等。二次，T m，T f以下，类橡胶态，推迟变形（仅适合热塑性），包括：中空吹塑、拉幅薄膜、热成型。

2. 挤出成型是指用机械运动施加力迫使高分子材料流体通过成型装置(机头、口模) ，定型为具有恒定截面的连续型材的一种成型方法。

3. 特点：生产效率高，易于连续自动化；用途广泛，可作反应器，连续完成聚合和成型；适应性强（更换机头，组合型螺杆）

4. 柱塞式挤出机：能产生非常高的压力，但有限的熔融能力，聚合物熔体的温度均一性差。一般已不采用此法，仅用于粘度特别大、流动性极差的塑料，

5. 挤出系统：加料装置、料筒、螺杆、机头、口模

6. 螺杆旋转导致的摩擦生热和粘性生热占聚合物熔融所需热能的70－80％，机筒加热器仅贡献20－30％。前者温升比较均匀，热传递距离小，后者热损失较大，

7. 冷却目的：加料段冷却，避免下料时搭桥；避免机筒中聚合物的局部过热；；在某些情况下，冷却螺杆用以改善螺杆的生压能力。冷却方式：强制空气冷却、水冷

8. 加料装置：自动上料，强迫加料（难下料）

9. 机头作用：

（1）使熔体由螺旋运动转变为平行直线运动，均匀而平稳地导入口模而成型；

（2）产生回压，使物料进一步均化，提高制品质量；

（3）塑料熔体在口模中流动时取得所需形状，获得结构密实和形状准确的制品。

10. 单螺杆通常 L/D 18－25

11. 主要技术参数：直径、长径比、压缩比、螺槽深度

12. 几何压缩比：加料段第一个螺槽容积与均化段最后一个螺槽容积之比。

13. 三段：加料段—进行高分子物料的固体输送；压缩段—压缩物料，并使物料熔融；均化段—对熔融物料进行搅拌和混合，定量定压挤出。

14. 加料段：作用：输送、加热（固态），排气

特点：①无压缩作用②物料不熔化（仅受热）③螺槽容积不变

15. 只有料筒对固体塞的摩擦力大于螺杆对固体塞的摩擦力，固体塞才能向挤出方向移动。当机筒的摩擦系数相对于螺杆的摩擦系数增大时，固体输送角增大。因此，螺杆镀铬或镀镍以及高度抛光使表面的摩擦减至最小，机筒表面应粗糙，许多挤出机在固体输送段的机筒内表面切削沟槽。

16. 增大Q的方法：1. 提高螺杆的转速n 2. 适当提高加料段物料的温度和降低螺杆的温度，有利于增加物料与料筒的摩檫率，减少物料与螺杆的摩檫率。聚合物和金属的摩擦系数随温度升高而增大。 3. 增大螺杆的直径 4. 增大螺槽的深度 5. 选用最佳方向角 6. 加料段料筒内纵向开槽

17. 熔融段的作用：①固熔共存②压实作用③排气④体积缩小

18. 均化段的特点：①定容、定压送料至口模，②螺槽容积不变，均化段长度为螺杆长度的20－30％

19. 均化段四种流动：正流、逆流、漏流、横流

20. 均化段体积曳流（正流）流率与流体流变性能无关。逆流与物料流变性能、△P有关。正流与h成比，逆流与h3成正比。

21. 螺杆作用:1.输送和压实物料,排气2. 在口模前建立压力3.剪切生热塑化物料4.混合均化物料并稳定地向口模输送

22. 螺杆和机头特性曲线：

（1）N↑，Q↑；N定，D小（口模小），阻力大，Q↓；Q定，D↓，压力降↗

（2）深螺槽，Q对压力△P敏感；浅螺槽，挤出波动小。

（3）对温度敏感：深h对压力为敏感性大，对物料温度也有较大影响。浅螺槽在压力变化时，对T影响小。

（4）均化段螺杆长度对Q影响: L1长，P变化对Q影响小

（5）口模尺寸（阻力大小，阻力与截面积成反比，与L长度成正比）如：阻力小（截面积大，L短）压力微小波动，Q变化大。

23. 压力来源：压缩比的存在（螺槽深度的改变、料筒上的沟槽深度变化、螺距的改变等）；分流板、滤网和口模产生的阻力。

24. 吹膜设备中，人字板的作用：稳定泡管并导入牵引辊

25. 在T g~T f(T m)热处理，防止板材翘曲。消除应力，减少收缩率，提高尺寸稳定性：对结晶制品一般控制在最大结晶速度（Tmax），促进结晶完整，尺寸形状稳定，内应力小。

26. 单螺杆缺点：①粉料：玻璃纤维，大量无机填料，较难加入（要靠摩擦输送）；②排气区，表面更新作用小，排气效果差；③混合效果差

27. 双螺杆挤出机：按啮合情况分啮合式和非啮合式

28. 啮合式分同向和异向

29. 紧密啮合同向旋转式双螺杆挤出机(CICO)：低速，主要用于型材挤出。滑动型啮合，必须低速运转，以避免啮合区中的高峰值压力

30. 如果受阻面积(I)<空隙面积(II)，则正向输送特性大为减小，并会造成物料停留时间加宽和挤出量对压力的依赖性加大

31. 自洁式挤出机(CSCO)：空隙面积比受阻面积大，故啮合区形成高压力峰值的倾向不大。A.故可将螺杆设计成具有相当小的螺杆间隙，于是螺杆具有密闭式自洁作用。B.可以在高速（600r/min）下运转

32. 异向啮合型双螺杆挤出机：输送量大，剪切强烈，混合塑化效果好

33. 非啮合式：两螺杆之间的中心距大于两螺杆半径之和。正向输送特性小于单螺杆挤出机，因此返混性优于单螺杆挤出机。主要用于掺合、排气、化学反应等

34. 单螺杆输送机理—由摩擦，粘附形成输送能力：固体（加料段）：摩擦拖曳（fs↓、fb↑）；熔体（计量段）：拖曳流动（机筒拖曳作用）

35. 非啮合型双螺杆的工作原理：不能形成封闭或半封闭的型腔，无正位移输送条件，其输送机理与单螺杆相似。

36. 啮合型双螺杆的工作原理：能形成封闭或半封闭的型腔，有正位移输送条件，其正位移输送输送程度与封闭程度有关。

37. 同向旋转：啮合区开放，低输送能力、低建压能力，高轴向混合能力

38. 异向旋转：啮合区封闭，高输送能力、高建压能力，低轴向混合能力

39. 双螺杆的优点：①正位移，无反流，强制输送系统，送料多少与筒与料的μ及料与螺杆的μ都无关；②排气好；采用多级排气系统，双螺杆挤出机可处理50％含量的溶剂。

③混合塑化效果优异。④低的比功率消耗，相同产量，双螺杆耗能比单螺杆少50％；

40. 如何提高挤出制品的力学强度：固态挤出；旋转芯棒挤出管材；拉伸挤出成型法

五、注射

1. 注射成型（也称注射模塑，简称注塑），是指将注射用原料置于能加热的料筒内，受热、塑化后用螺杆或柱塞施加压力，使熔体经料筒末端的喷嘴注入所需形状的模具中填满模腔，经冷却定型后脱模，即得到具有要求形状的制品。

2. 注射成型四要素：塑料、注射机（注塑机）、模具、注塑工艺

3. 适用性：几乎所有热塑性，部分热固性

4. 特点：A．一次成型外型复杂的制品，尺寸精度高，可带嵌件；B．生产率高，产品质量稳定，易于自动化；C．间歇过程；D. 所用设备价格较高，模具的结构较复杂，生产成本高，不适合单件小批量的塑料成型。

5. 按塑化方式分为：柱塞式注射机和螺杆式注射机

6. 按外形可分为：卧式、立式和角式注射机。

7. 注射机的规格：公称注射量，锁模力

8. 公称注射量：对空注射，一次能注射的聚苯乙烯（PS）的最大重量（以克为单位）ρps＝1.05g/cm3；或所能注射的最多熔料容积（单位：厘米3）乘以聚苯乙烯的密度G料＝G

制品＋G流道＋G飞边

9. 螺杆作用：送料，压实塑化，传压

10. 注射螺杆与挤出螺杆的区别：①L/D较小（16－20），压缩比小（2－2.5）②均化

段短，h深，加料段长③尖头，止回环螺杆头，防止熔料回流。④注射时，既旋转又前后移

动。

11. 锁模系统的作用：实现模具启闭，保证模具合紧（不溢料）。动模板移动速度需满

足慢－快－慢要求。

12. 分型面的选择原则：选在塑件外形最大轮廓处；有利于脱模，塑件留在动模一侧；

有利于锁模，塑件最大投影面放在合模方向，分型面方向的投影面尽可能小；有利于模具加

工

13. 浇注系统：注口、主流道、分流道、浇口、塑件、冷料井

14. 部件设计的原则：形状简单、有脱模斜度、避免尖锐的拐角

15. 注射过程：加料、塑化、充模、保压、倒流、冷却、脱模

16. 模塑四个阶段：

a、充模阶段。以柱塞(螺杆)向前移动起直至塑料充满模腔为止(时间t1)。

b、保压阶段。熔体自充满模腔(时间t1) 至柱塞(螺杆)撤回时为止(时间t2) 。熔体

因冷却而发生收缩，但因塑料仍然处于柱塞（螺杆）的恒压下，料筒内的熔料必然会向模具

内继续流入以补足因收缩而出现的空隙。压实阶段对于提高制品的密度、降低收缩率和克服

制品表面缺陷都有影响。

c、倒流阶段。从柱塞(螺杆)后退时(时间t2)开始到浇口处熔料冻结时为止(时间t3)。

原因：模腔内的压力比流道内高，导致塑料熔体的倒流，从而使模腔内压力迅速下降。倒流

将一直进行到浇口处的熔料冻结时为止。如在喷嘴中装有止逆阀，则倒流阶段就不存在。

d、冷却阶段。从浇口处熔料完全冻结时起(时间t3)到制品从模腔中顶出时(时间t4) 止。作用：继续冷却，使制品脱模时有足够的刚度而不致扭曲变形。制品脱模时，模内压力与外界压力的差值称为残余压力。只有在残余压力接近零时，脱模才较顺利，并获得满意的制品。

17. 后处理目的：减少内应力，稳定尺寸。方法：主要有退火处理和调湿处理。

18. 退火处理：把制品放在一定温度中一段时间，然后缓慢冷却。消除了塑料制品的内应力，稳定了尺寸。对于结晶型塑料还能提高结晶度，稳定结晶结构，从而提高其弹性模量和硬度，但却降低了断裂伸长率。

19. 调湿处理主要是用于聚酰胺类塑料的制品。将刚脱模的这类塑料制品放在热水中处理，不仅隔绝空气，防止氧化，消除内应力，而且还可以加速达到吸湿平衡，稳定其尺寸，故称为调湿处理。

20. 注射成型的三参数：成型压力、成型温度、成型时间

21. 注射温度：料筒后端温度最低，喷嘴前端最高，注射温度越高，则注射压力范围越宽、越低。喷嘴温度：略低于料筒最高温度，防止熔料在喷嘴处产生“流涎”现象；但温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴。模具温度：温度过高，成型周期长，翘曲变形，影响尺寸精度；温度过低，产生较大内应力，开裂，表面质量下降。

22. 注射压力的作用：a推动前进 b克服阻力，到达模腔时压力是真实成型压力 c在保压时，补料压实塑料。

23. 压力过低，充模不足；压力过高，物料溢出。粘度越高、壁越薄、精度要求越高、形状越复杂，对压力的要求就越高。

24. 注射制品的缺陷：短射，飞边，熔接缝，缩痕、翘曲（等壁厚设计），残余应力，喷射，烧伤，起皮，

25. 精密注射对塑料的要求：良好的流动性与成型性能；具有很好的形状及尺寸稳定性

26. 热固性塑料注射成型：①塑化温度低，以防物料在料筒中过早固化；②物料停留时间短；③注射压力高（100－200MPa）。热固性塑料塑化温度低，熔体粘度大；④用加热模具实现固化成型。

27. 气体辅助注射成型的过程：①定量树脂注入模内，静止一段时间；②注入定量N2于熔体中；③气体膨胀，熔体紧贴模具；④全过程保持压力，冷却后，排气开模。

28. 气体辅助注射成型的特点：

（1）注射压力小。锁模力也小。

（2）制品壳曲变形小,原因：注射压力小，压力分布比普通注射成型均匀。

（3）可提高制品的强度和刚度。减少内应力缺陷，设置附有气道的加强筋。

（4）可消除缩痕，提高表面质量。适合大型厚壁。

（5）可简化浇注系统，减少模具费用。

（6）缩短成型周期（冷却时间）。

六、模压

1. 压缩模塑是指主要依靠外压的作用，实现成型物料造型的一次成型技术。在模具内实现加热加压。

2. 模压成型适用范围：①几乎所有热固性塑料。也可用于热塑性的聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯等②适于形状复杂或带有复杂嵌件的制品，③无翘曲变形的薄壁平面热塑性塑料制品。

3. 压塑模塑的缺点：（1）塑化作用不强，成型过程中无物料补充，须对原料进行予塑化，计量要求准确、压缩比要小（2）间歇操作，生产效率低（3）生产周期长（4）成型产品的形状、尺寸等受到一定的限制

4. 压缩模结构及分类：溢式、不溢式、半溢式

5. 溢式压缩模：

a.结构特点：无加料腔、凸模与凹模无配合部分、有环形挤压面。

b.优点：结构简单，成本低；塑件易取出，易排气；安放嵌件方便；加料量无严格要求；模具寿命长

c.缺点：合模太快时，塑料易溢出，浪费原料；合模太慢时，易造成飞边增厚；凸、凹模配合精度较低；不适用于压制带状、片状或纤维填料的塑料和薄壁或壁厚均匀性要求高的塑件。

d.适用范围：小批量或试制、低精度和强度无严格要求的的扁平塑件。

6. 不溢式压缩模：

a. 结构特点：加料腔是型腔上侧的延续部分；无挤压面；凸模与加料腔有小间隙的配合

b. 优点：塑件密度大、质量高；对塑料要求不严（以棉布、玻璃布或长纤维填料的塑料均可）；塑件飞边薄且呈垂直状易于去除

c. 缺点：加料量必须精确，高度尺寸难于保证；凸模与加料腔内壁有摩擦，易划伤加料腔内部，进而影响塑件外观质量；模具必须设置推出机构；一般为单型腔，生产效率低。

d. 适用范围：压制形状复杂，薄壁及深形塑件。

7. 半溢式压缩模：

a. 结构特点：加料腔是型腔上侧的扩大延续部分；有挤压面

b. 优点：不必严格控制加料量；不会伤及凹模侧壁；塑件外形复杂时，凸模和加料腔的形状可以简化

c. 缺点：不适用于压制布片或纤维填料的塑料。

d. 适用范围：流动性较好的塑料和形状较复杂的带小嵌件的塑件。

8. 预压（80%最大密度）的作用：

（1）提高效率①降低压缩率，简化模具②预压物中空气少，传热快

（2）方便操作①加料简单②避免粉尘飞扬、改善劳动条件③便于运输

9. 预热的作用：（1）干燥，减少挥发份（2）预热

10. 排气的作用: 缩短固化时间（空气传热不好），提高制品的性能和表观质量

11. 层压成型工艺，是把一定层数的浸胶布(纸)叠在一起，送入多层液压机，在一定的温度和压力下压制成板材的工艺。

12. 层压成型工艺的优点是制品表面光洁、质量较好且稳定以及生产效率较高。

13. 层压成型工艺的缺点是只能生产板材，且产品的尺寸大小受设备的限制。

14. 模压成型制品的缺陷分析：

15. 聚四氟乙烯的模压成型——冷压烧结成型（很难熔化，熔体粘度又特高）：先将一定量聚四氟乙烯放入常温下模具中，在压力作用下（30～50MPa）压制成密实的型坯，然后

送至烘室内进行烧结（适用于聚四氟乙烯，超高分子量聚乙烯，聚酰亚胺等难熔塑料。）

16. 压缩模塑存在的原因：

a、热塑性塑料：（1）投影面积大的制品（2）大分子定向（制品翘曲）如：大面积平板制品（3）流动性特别差的塑料原料的成型、高填充的塑料制品（磁性塑料）

b、热固性塑料（1）注射等成型工艺会产生大量的浇注系统废料（流道赘物），对于热固性塑料而言，是不可再利用的（2）注射制品的收缩率一般较大，而压制制品的收缩率一般很小（3）压制可以生产“布基”增强的制品（4）压制成型的设备投入等费用较低

七、压延

1. 压延成形是利用一对或数对相对旋转的加热辊筒,使物料在辊筒间隙承受挤压和拉伸作用而连续形成一定厚度和宽度的薄型材料。

2. 用压延法生产的产品，以PVC最多

3. 以0.3mm为分界线，小于此厚度的称薄膜，大于此厚度称片材

4. 压延成型的特点：生产能力大、易实现自动化；产品质量均匀、致密；制品尺寸较大，表面可压花纹；要求塑料有较宽的粘流温度区域；投资大、设备多

5. 辊筒布置方式：（直线型、三角型、逆L型、斜Z型）

6. 延展成型（压片）；把胶料挤压在钢丝帘布上（双面贴胶）；胶胚表面压花（压型）；多层胶片（贴合）等。

7. 压延的工作原理：进行压延操作的必要条件：摩擦角ρ＞接触角α；压延时，辊温比较高，胶料已达粘流态，胶料与辊筒表面的摩擦角较大；压延是连续加料的，辊隙间的堆积胶较少，故接触角很小；ρ远远大于a，故压延操作时，胶料进入辊隙是比较容易的。

8. 如何获得厚度均匀的制品：两边薄中间厚的辊筒；预应力法，辊筒两侧施加反压力；轴交叉法

9. 辊的分类：压延辊、引离辊、轧花辊、冷却辊、收卷辊

10. 贴胶方法：擦胶法、内贴法、外贴法

11. 物料总包在高温、快速的辊筒上

12. 存料量的作用：在成型中起“存储”、“补充”、进一步“塑化”

13. 浇筑优点：①对设备的强度要求低、投资小.②产品内应力低、质量良好。③易于生产大型制品

14. 浇筑缺点：④成型周期长、制品尺寸准确性较差。

八、中空吹塑、拉幅薄膜

1. 二次成型定义：二次成型是将一次成型所得的片、管、板等塑料型材，加热使其处于类橡胶状态，通过外力作用使其形变而成型为各种简单形状，再经冷却定型而得制品。

2. 二次成型包括中空吹塑成型、热成型、拉幅薄膜的成型等方法，仅适用于热塑性塑料的成型。

3. 中空吹塑成型：热塑性塑料经挤出或注射成型得到的管状型坯，趁热（软化或类橡胶状）置于对开模中，闭模后立即在型坯内通入压缩空气吹胀，紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得各种中空制品。

4. 注射得到的型坯要冷却，转移又重新加热到T g以上。这样便于准确控制型坯拉伸温度，有利于控制尺寸和壁厚。适用于小型大批量精制品

5. 影响因素：

①坯温。T↓，B↗，表面流痕，鲨鱼皮，无光，强度差。

②充气压力和体积流率。气压：0.2－0.7MPa，体积流率大，吹胀时间短，壁厚均匀表面质量好。

③吹胀比＝制品尺寸/型坯尺寸≈2－4倍。（太薄––强度差；太厚––冷却时间长）

④模温：过低，形变困难，轮廓花纹不清。

⑤冷却时间。一般较长，防止产生弹性回复而变形。

6. PET作为饮料瓶材料的原因：透光率、机械性能、耐化学性能、阻气性、重量轻

7. 拉幅薄膜的概念：将挤出一厚片或管坯（1－3mm）重新加热到T g~T m的温度范围进行大幅度拉伸而形成的薄膜。分类：1．平膜法（单轴、双轴）2．管膜法（双轴同时）

8. 拉幅成型作用：使聚合物长链在高弹态下受到外力拉伸作用下伸长和取向。取向后聚合物的拉伸方向强度增加。

9. 逐步双向拉伸薄膜的过程：【结晶度逐步提高】

a.厚片急冷：用于双向拉伸的厚片应是无定形的，尽可能减少结晶。

b.纵向拉伸：拉伸比为最后一辊与第一个辊的表面线速度之比（a.预热辊 b.拉伸辊

c.冷却辊）冷却辊的作用：使结晶过程迅速停止，固定取向；避免收缩

c.横向拉伸：重新预热，进行横向拉伸。横向拉伸倍数为拉幅机出口的膜宽与纵向拉伸出口膜宽之比

d.热定型和冷却：双向拉伸后的薄膜在张紧的状态下，进行高温（高出聚合物最大结晶速率温度10 C以上）处理，使大分子松驰，消除内应力，结晶度提高，收缩率降低，力学性能改善的过程。

e.切边和卷取

10. 热定型过程中发生的物理变化为：松弛解取向和结晶。热定型可消除应力，但主要的是使薄膜中的分子链取向转变为结晶的取向和部分松弛。薄膜的热收缩值下降。

11. 热定型的工艺主要有3种：松弛热定型、定长热定型和张力热定型，这三种方法比较：一般是强度和模量依次增大，高温热收缩也依次增加。

12. 生产热收缩性薄膜，省去热定型工序

13. 管膜生产：横向吹胀、纵向拉伸

14. 热收缩塑料薄膜的要求是在常温下稳定，加热时收缩，并且是在一个方向上发生50%以上的热收缩较为理想。

15. 热收缩膜原理：薄膜中取向的无定形部分加热后松弛

16. 阻隔薄膜：聚偏二氯乙烯(PVDC，火腿肠包装膜），乙烯-乙烯醇共聚物薄膜（EVOH)

聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜（PEN)，芳香尼龙

17. 热成型的概念：热塑性片材架在模具上，将其加热软化后，凭借施加的压力，使其紧贴模具型面，经冷却定型可得制品。

18. 热成型的动力来源：真空、压缩空气、液压

九、纺丝

1. 常见纤维的特性：涤纶—挺括不皱；锦纶—结实耐磨；腈纶—膨松耐晒；丙纶—质轻保暖；氨纶—弹性纤维

2. 丙纶、涤纶难染色，锦纶易染色

3. 高性能聚合物纤维的化学结构特点：(1) 构成高分子主链的共价键键能大；(2) 大分子链的构象越近似直线形；(3) 大分子链的横截面积小；(4) 高分子链的键角形变和键内旋转受到阻力大；(5) 相对分子质量大

4. 特（Nt）：纺织材料1000m长的质量克数。旦（Nd）：纺织材料9000m长的质量克数。支数（Nm）：1g重纺织材料所具有的长度米数。

5. 常用的纺丝方法：

a.熔体纺丝将高聚物加热至熔点以上的适当温度以制备熔体，射入空气中，经冷凝而成为细条。聚酯纤维、锦纶纤维多采用此法纺丝。纺丝速度高，工艺简单，无污染，易建立理论模型。

b.溶液纺丝溶解成纺丝溶液，然后进行纺丝。粘胶、维纶、腈纶多采用此法。溶液纺丝按凝固条件不同分为湿法纺丝（射入凝固液中，纺速最慢）和干法纺丝（射入热空气中）。

6. 取向机理：熔体状态下，在流道中的剪切流动取向和在喷丝孔后的拉伸流动取向；

固化后橡胶网络的取向拉伸。

7. 适宜干法纺丝的条件：（1）成纤聚合物的熔点在其分解温度之上，熔融时要分解，不能形成一定粘度的热稳定的熔体；（2）成纤聚合物在挥发性的溶剂中能溶解形成浓溶液。

8. 干纺过程中，溶剂存在于整个丝条中，溶剂从丝条表面蒸发的速度E和溶剂从丝条中心扩散到表面的速度V的相对大小可以用来表征干纺成形过程和初生纤维截面形态结构的表征。E/V≤1，成纤干燥固化过程十分缓和均匀，纤维截面趋近于圆形，几乎没有皮层;越大于1，截面越趋近于扁平。纺丝液的浓度越低，纤维截面形状与圆形的差别越大。由于干纺纺丝液的浓度较高，纤维截面收缩不大，因此在显微镜下纤维内没有明显可见的孔洞，宏观结构较均匀，没有明显的芯层和皮层。

9. 湿法纺丝：纺速较低、截面大多呈非圆形、有皮芯结构；工艺流程复杂、投资大，因而一般喷丝板孔数较多。

10. 当向溶剂的扩散小于纺丝内的扩散时，湿法纺丝截面为圆形；否则会形成皮芯结构，表皮硬质则非圆形，软质则圆形。

11. 湿法成形中，初生纤维的结构既取决于平均组成，也取决于达到这个组成的途径。

12. 固含量越多、凝固浴浓度越高、温度越低，则湿法纺丝的空洞越少，密度越高。

13. 干湿法纺丝的特点：喷丝孔孔径较大，适于高粘度流体；可提高纺丝速度；易得到高取向度的纺丝，结构均匀致密，强度提高。

14. 拉伸的作用：使纤维的低序区的大分子沿纤维轴向的取向度提高，同时伴有一些结构方面的变化，提高机械性能。

15. 拉伸方法：干拉伸（室温拉伸，Tg较小；热拉伸，Tg较大或者拉伸应力大，长丝）；蒸汽浴拉伸（饱和蒸汽浴拉伸，Tg大、拉伸应力大、拉伸倍数高的(短)纤维；过热蒸汽浴拉伸）；湿拉伸（液浴法，纤度较粗的短纤；喷淋法）

16. 热定型的目的：(1)提高纤维的形状稳定性 (2)进一步改善纤维的物理机械性能 (3)改善纤维的染色性能

17. 热定型的机理: 使某些链间联结点得到舒解和重建, 使不稳定结构变为稳定结构.

18. 热定型分类：(1)控制张力:纤维略伸长,并产生新的高弹形变 (2)定长:纤维定长,并让高弹形变转变为塑性形变 (3)部分收缩:纤维有一定收缩,但保留部分高弹形变 (4)松弛:纤维收缩,且高弹形变几乎全部松弛回复,内应力消除

19. 热定型三个阶段：松弛阶段（加热，使纤维无定型区内松散无序的分子间作用力快速减弱,内应力松弛）、定型阶段（长时间加热，使纤维中被松懈的区域分子间作用力增大,结构更紧密有序）、固定阶段（降温）

20. 冻胶纺丝是以半稀溶液为纺丝浆液，初生纤维为冻胶状（含有大量溶剂），经萃取溶液和超倍拉伸后得到高强高模的纤维。

21. 超细纤维的性能特点：手感柔软、细腻（仿麂皮）；高吸水性和吸油性；高保暖性

十、橡胶的加工

1. 橡胶配合剂：如硫化剂、硫化促进剂、活化剂，增塑剂，防老化剂

2. 橡胶制品的配料：生胶、配合剂、骨架材料

3. 天然橡胶NR、顺丁橡胶BR、乙丙橡胶 EPDM（价廉）、丁苯橡胶SBR(轮胎胎面胶、胎体帘布胶）、丁基橡胶IIR （气密性非常好，轮胎内胎）、丁腈橡胶NBR（耐油性橡胶）、异戊橡胶IR、氯丁橡胶CR、氟橡胶FPM、硅橡胶SiR、聚氨酯橡胶PU

4. 硫化促进剂: 缩短硫化时间，降低硫化温度，改善橡胶性能。常用促进剂有二硫化氨基甲酸盐、黄原酸盐类、噻唑类、硫脲类和部分醛类及醛胺类等有机物。

5. 活化剂：用来提高促进剂的作用。常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。

6. 疏水性的填充剂，如炭黑，易于与橡胶混炼。

7. 凡是能够提高硫化橡胶的强度、耐磨性等物理机械性能的填充剂均称为补强剂，最常用的是炭黑，其次是白炭黑（二氧化硅）、超细活性碳酸钙、活性陶土等。

8. 炭黑补强机理：炭黑与橡胶之间的结合、反应是炭黑对橡胶补强的基本原因。橡胶能润湿炭黑，而很好的被吸附于炭黑表面，形成物理结合（比较弱）。在炭黑与橡胶混合及胶料硫化时，炭黑表面上的活性点与橡胶的自由基形成化学结合（比物理结合大得多）。当炭黑的填充量大时，一条橡胶分子链可能被吸附于几个炭黑粒子上，形成结实的凝胶。

9. 塑炼：降低分子量，提高流动性。

10. 混炼：将塑炼后的生胶和配合剂混合均匀

11. 成形：压延法，挤出法（压出），注射法

12. 橡胶压出机与塑料挤出机的主要差别在于其长径比较小，这是因为，橡胶的粘度很高，在挤出过程中会产生大量的热。

13. 硫化的四个阶段：诱导期（焦烧期）、预硫期（欠硫期）、正硫期、过硫期

14. 硫化条件通常是指橡胶硫化的温度、时间和压力

15. 热塑性弹性体（TPE）是指在常温下具有橡胶的弹性，高温下具有可塑化成型的一类弹性体材料。

16. SBS的特点：耐热氧老化性不好。耐水和极性溶剂，不耐非极性溶剂。使用温度超过70oC时，压缩永久变形就会明显增大。

17. 聚氨酯共聚热塑性弹性体（TPU）：具有优异的力学性能（25～70MPa）、耐磨性、抗撕裂性能。耐非极性溶剂、但不耐水和极性溶剂；最高使用温度为120oC——硬段结晶熔点。但TPU的摩擦系数很低——牵引力低，不适合制造汽车轮胎。

18. 乙烯-α-辛烯共聚热塑性弹性体（POE）：定向共聚而成的具有特殊序列分布的聚烯烃共聚物。全饱和分子链-耐天候老化、耐紫外线性能优异。良好的绝缘性和耐化学介质性。但耐热性低、永久变形大，通过部分交联的方式可以改善。

19. 热塑性硫化胶（TPV）：大量高度交联的橡胶粒子呈分散相结构，粒径为1~2μm，

赋予TPV具有硫化橡胶的高弹性；少量塑料相(如20%)包覆在交联橡胶粒子周围形成连续相，赋予TPV具有塑料一样的热塑流动性和可反复加工性

20. TPV硫化过程：刚开始时塑料为分散相，橡胶为连续相。但在共混过程中，橡胶同时发生原位交联反应，黏度大增，在机械剪切力的作用下被破碎为微米级的颗粒。同时发生相反转，塑料变为连续相，交联橡胶微粒变为分散相。

21. TPV是性能最接近热固性橡胶的热塑性弹性体。TPV具有优异的耐疲劳性能，远超过普通橡胶。可代替热交联橡胶制造形状复杂的弹性体制品，大大提高生产效率。

十一、复合材料

1. 复合材料的定义：由两个或两个以上独立的物理相（基体材料和分散材料），包含粘结材料和粒料、纤维或片状材料组成的一种固体产物。

2. 复合材料（CM）的特点：1）轻质高强2）工艺性能好3）可设计性好

3. 树脂基复合材料是一种或多种细小形状（直径为微米级）的材料，分散于树脂基体中组成的。

4. 基体的作用：固定纤维的位置：承受应力并将其传递至纤维，由纤维承受负荷：决定材料物理及化学性质：调整材料加工性质

5. 在CM中对基体的几点要求（1）基体对纤维（或增强材料）具有良好的粘结性（2）弹性模量和断裂伸长率与纤维的匹配⑶复合材料耐湿热性主要由基体材料决定的⑷基体材料应具有良好的工艺性能，如流变性能、成型性等。

6. 热固性基体树脂 (主要是不饱合聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂)一直在连续纤维增强树脂基复合材料中占统治地位。不饱合聚酯树脂、酚醛树脂主要用于玻璃增强塑料，其中聚酯树脂用量最大，约占总量的80％，而环氧树脂则一般用作耐腐蚀性或先进复合材料基体。

7. 不饱和聚酯树脂的固化是一个放热反应，其过程可分为三个阶段：(a)胶凝阶段(b)硬化阶段(c)完全固化阶段

8. 热塑性基体的最重要优点是其高断裂韧性(高断裂应变和高冲击强度) 。此外，还具有预浸料不需冷藏且贮存期无限、成型周期短、可再成型、易于修补、废品及边角料可再生利用等优点。

9. 热塑性基体的缺点：在力学性能、使用温度、老化性能方面处于劣势，当前汽车工

业的发展为其开辟了广阔的天地。

10. 增强材料共分为三类：①纤维及其织物②晶须③颗粒

11. 玻璃纤维：高的拉伸强度，耐热、耐腐蚀、优良的电绝缘性能与光学性能。弹性模量低，玻璃纤维是具有脆性特征的弹性材料。它的扭转强度、剪切强度均较其它纤维低。

12. 碳纤维按原料分类：粘胶基碳纤维（ <1% ）；聚丙烯腈碳纤维PAN （>90 ％）；沥青基碳纤维（<10%）

13. 界面对复合材料性能影响：传递应力；对强度和韧性影响巨大；对复合材料在潮湿和腐蚀环境中的反应起决定性作用。

14. 预浸料（Prepregs）：纤维或织物预先浸渍树脂，经一定处理后贮存备用的半成品。只需裁剪后，经一定成型工艺加工成所需要的制品。可分为单相预浸料和织物预浸料。

15. 手糊法：

a.定义：在成形模具上先涂刷一层加入固化剂的树脂,贴上一层纤维组织物，用刷子刷平后再涂上一层树脂，又贴上一层纤维，直至达到所需要的厚度为止。然后施加一定的压力,固化成形，脱模。

b.特点：此法设备简单,生产成本低；对制品形状的适应性较好；制品质量、尺寸不够稳定；生产率低。

c.应用：主要用于大型整体件的小批量制造(如汽车顶、雷达罩、船体等)。

16. 缠绕法：

a.定义：将浸渍树脂的纤维按一定规律缠绕在芯模上,经固化制成所需要的构件。

b.特点：设备简单；易于实现机械化,生产率高；产品质量稳定；形状局限性大。

c.应用：常用于回转壳体类构件。

17. 喷射法：

a.定义：它是利用压缩空气将树脂,硬化剂和短纤维同喷到模具表面, 经过辊压压实,排除气泡后固化,即得所需制品。

b.特点：可制备无缝、异形制品，适应性强；生产率高。劳动条件较差，污染较大。操作控制较严。

c.应用：成形船体、浴盆、汽车车身、容器等；适于生产大尺寸制品和大批量生产。

18. 拉挤成型工艺：将浸渍过树脂胶液的连续纤维束或带状织物在牵引装置作用下通过成型模而定型；在模中或固化炉中固化，制成具有特定横截面形状和长度不受限制的复合材料，如管材、棒材、槽型材等。

19. 短纤维增强热塑性树脂的成型方法：注塑和挤出

20. 连续纤维增强热塑性树脂成型方法：片状模塑料冲压成型工艺；片状模塑料真空成型工艺；预浸料模压成型工艺；预浸纱缠绕成型工艺；拉挤成型工艺

21. 车用塑料的发展重点—纤维增强热塑性塑料（轻量化、比强度高；减振隔热；耐

高分子加工工程复习题 含部分答案

《高分子加工工程》主要习题第一章绪论 1. 何谓成型加工？高分子材料成型加工的基本任务是什么？ 将聚合物（有时加入各种添加剂、助剂或改性材料）转变为制品或实用材料的一种工程技术。 1.研究各种成型加工方法和技术； 2.研究产品质量与各种因素之间的关系； 3.研究提高产量和降低消耗的途径。 2. 简述聚合物成型加工时的关键步骤。 A.如何使聚合物产生流动与变形？方法: a.加热熔体； b.加溶剂溶液； c.加增塑剂或其它悬浮液。 B.如何硬化定型？方法：热固性：交联反应固化定型。热塑性：a.熔体冷却b.溶液加热挥发成溶剂c.悬浮体先加热使颗粒熔合，再冷却硬化定型 3. 简述聚合物转变时所发生的主要变化。 a.形状：满足使用要求而进行，通过流动与变形而实现。 b.结构：组成：非纯聚合物组成方式：层压材料，增强材料，复合材料宏观结构：如多孔泡沫，蜂窝状，复合结构微观结构：结晶度，结晶形态，分子取向等 c.性质： 有意识进行：生橡胶的两辊塑炼降解，硫化反应，热固性树脂的交联固化 方法条件不当而进行：温度过高、时间过长而引起的降解 4. 聚合物成型加工方法是如何分类的？简要分为那几类？

1.根据形变原理分6类：a.熔体加工：b.类橡胶状聚合物的加工：c.聚合物溶液加工：d.低分子聚合物和预聚体的加工：e. 聚合物悬浮体加工：f.机械加工： 2.根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类： a.主要发生物理变化： b.主要发生化学变化： c.既有物理变化又有化学变化： 5. 简述成型加工的基本工序？ 1.预处理：准备工作：原料筛选，干燥，配制，混合 2.成型：赋予聚合物一定型样 3.机械加工：车，削，刨，铣等。 4.修饰：美化制品。 5.装配：粘合，焊接，机械连接等。 6. 简述塑料的优缺点。 优点：a.原料价格低廉；b.加工成本低；c.重量轻；d.耐腐蚀；e.造型容易；f.保温性能优良；g.电绝缘性好。 缺点：a.精度差；b.耐热性差；c.易燃烧；d.强度差；e.耐溶剂性差；f.易老化。 7. 举实例说明高分子材料在汽车、机械、日用品、化工、航天航空工业等领域的应用。 8. 学习高分子材料加工成型原理的目的、意义？ 1、有利于合理的制定加工工艺方案 2、对推广和开发聚合物的应用有十分重要的意义 3、新材料、新制品、新技术、新…… 第二章聚合物成型加工的理论基础 1、名词解释： 可塑性、指物体在外力作用下发生永久形变和流动的性质。 可挤压性、可挤压性是指聚合物受到挤压作用形变时，获得形状和保持形状的能力。

聚合物成型加工基础

笔杆设计————成型工艺设计 1.工艺流程 2.成型工艺条件 聚丙烯成型特性： 1.结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解. 2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形. 3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90度以上易发生翘曲变形 4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中. 5.由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。 在注射成型中，需要考虑的注塑工艺条件如下： ●干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。PP料允许含湿量大约在0.05左右。 ●加工温度220~230℃，模具温度40~60℃。在保证制品顺利成型的情况下应尽量采用较小的注塑压力。注塑速率和注塑时间对制品的光学性能影响较小。 ●模具温度：40~80C，建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力：可大到1800bar。 ●注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。 ●流道和浇口:对于冷流道，典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是

1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。 聚丙烯（PP）塑料的注塑工艺参数 ●行程利用率为35％和65％，模件流长与壁厚之比为50：1到100：1 ●熔料温度220～280℃ ●料筒恒温220℃ ●模具温度20～70℃ ●注射压力：具有很好的流动性能，避免采用过高的注射压力80～140MPa（80 0～1400bar）；一些薄壁包装容器处为可达到180MPa (1800bar) ●保压压力：避免制品产生所必须要很长时间对制品进行保压，（约为回圈时间的30％）；约为注射压力的30％～60％ ●背压 5～20MPa（50～200bar） ●注射速度：对薄壁包装容器需要高的注射速度（带蓄能器）；中等注射速度往往比较适用于其他类的塑料制品 ●螺杆转速：高螺杆转速（线速度为1.3m/s）是允许的，只要满足冷却时间结束前完成塑化过程就可以。 ●计量行程：0.5～4D（最小值~最大值）；4D的计量行程为融料提供足够长的驻留时间是很重要的 ●残料量：2～8mm，取决与计量行程和螺杆转速 ●预烘干：不需要；如果贮存条件不好，在80℃的温度下烘干1h就可以 ●回收率：可达到百分之百回收 ●收缩率：1.2～2.5％；收缩程度高；24h后不会再收缩（成型后收缩） ●浇口系统：点式浇口或多点浇口；加热时热流道，保温式热流道，内浇套；浇

《聚合物加工原理试题》

《聚合物加工工程》复习知识点一，名词解释 1、分散性、均匀性、分散相、连续相 分散性：指分散相的破碎程度，用分散相的平均尺寸及其分布表示。尺寸越小，分布越窄，则分散度越高。均匀性：是指被分散物在共混体中的浓度分布均一性，反应在共混物不同部位取样，分散物含量的差异程度。主要取决于混炼效率和混炼时间。分散相：共混物中，间断地分散在连续相中（岛相）。连续相：共混物中，连续而不间断的相称为连续相（海相）。 2、混炼胶:将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过 程，其产物叫混炼胶。 塑化料：将各种添加剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过程，其产物叫塑化料。 3、橡胶的塑炼：使弹性材料由弹性状态转变为可塑性状态 的工艺过程。 4、塑料的塑化：是借助加热和剪切作用使无聊熔化、剪切 变形、进一步混合，使树脂及各种配合剂组分分散均匀。 5、压延成型p315：压延成型是生产高聚物薄膜和片材的主 要方法，它是将接近粘流温度的物料通过几个相向旋转着的平行 辊筒的间隙，使其受到挤压和延展作用，得到表面光洁的薄片状 连续制品。 6、螺杆的长径比p115：螺杆长径比L/D ：指工作部分有效 长度与直径之比。 L/D大，温度分布好。混合均匀，减少逆流和 漏流，生产能力提高。 7、几何压缩比p116：指加料段第一螺槽的容积与均化段最 后一个螺槽容积之比。一般为2~5，压缩比愈大，挤压作用愈大，排气能力愈强。 8、挤出工作点p104：螺杆特性线AB与口模特性线OK1的交点C，称为挤出机的工作点。 9、*塑化能力p233：是指注射机塑化装置在1h内所能塑化物料的质量（以标准塑料聚苯乙烯为准），它是衡量注射机性能优劣的重要参数。 10、*注射量p231：注射量—注射机的最大注射量或称公称注射量，指注射机在对空注射（无模具）条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时，注射系统所能达到的最大注射量。 11、注射过程p240：塑化良好的聚合物熔体，在柱塞或螺杆的压力作用下，由料筒经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模腔这一复杂而又重要的过程称为注射过程。 12、保压过程p256：模腔充满之后，柱塞或移动螺杆仍保持施压状态，使喷嘴的熔体不断充实模腔，以确保不缺料。这一阶段称为保压阶段。 13、背压p273：螺杆顶部熔体在螺杆后退时受到的压力，又称塑化压力，通常小于2MPa。 14、注射压力p273：在注射过程中螺杆对塑料熔体所施加的压力。 15、退火、调湿： 16、热定型：目的是消除纤维的内应力，提高纤维的尺寸稳定性，并且进一步改善其物理学性能。 17、*硫化——线型聚合物在化学或物理作用下，通过化学键的连接，成为空间网状结构的化学变化过程称为硫化（交联）。 18、*压延效应p339：物料在压延过程中，在通过压延辊筒间隙时受剪切力作用，大分子作定向排列，以致制品物理力学性能会出现纵、横方向差异的现象，即沿片材纵向(沿着压延方向)的拉伸强度大、伸长率小、收缩率大；而沿片材横向(垂直于压延

聚合物加工原理复习题

《聚合物加工原理》复习题 1．聚合物的聚集态结构有哪些特点？ （1）非晶态聚合物在冷却过程中分子链堆砌松散，密度低； （2）结晶态聚合物一般晶区、非晶区共存，存在“结晶度”概念； （3）聚合物结晶完善程度强烈依赖于成型工艺冷却条件； （4）结晶聚合物晶态多样，有伸直链晶体、串晶、柱晶、纤维晶等； （5）取向态结构是热力学不稳定结构，高温下易解取向。 2．聚合物的结晶过程。 ①结晶温度范围：Tg-Tm之间 ②结晶过程：晶核生成和晶体生长。 3．成型加工条件对结晶过程经过的影响。 （1）模具温度： 模具温度影响制品的结晶度、结晶速率、晶粒尺寸、数量级分布。 等温冷却：过冷度△T（Tm-TM）很小，晶核少，晶粒粗，力学性能降低。同时生产周期长。快速冷却：过冷度△T大，对于后制品，内外冷却速度不一致，结晶过程不一致，易产生不稳定结晶结构，使制品在储存、使用过程中发生后结晶，造成制品形状及尺寸不稳定。 中速冷却：过冷度△T大适宜，有利于制品内部在Tg温度以上结晶，使结晶生长、完善和平衡。导致制品的尺寸稳定性。 （2）塑化温度及时间 塑化温度低且时间短，熔体中可能存在残存较多晶核，在再次冷却时会产生异相成核，导致结晶速度快，晶粒尺寸小且均匀，制品的内应力小，耐热性提高。反之则相反。 （3）应力作用 结晶性聚合物在成型加工过程中都要受到应力的作用。不同的成型方法和工艺条件，聚合物受到的应力类型及大小不一样，导致聚合物的晶体结构和形态发生变化。如剪切应力是聚合物易得到伸直链晶体、片晶、串晶或柱晶；应力（拉伸应力和剪切应力）存在会增大聚合物熔体的结晶速率，降低最大结晶速度温度Tmax；剪切或拉伸应力增加，聚合物结晶度增加。（4）材料其它组分对结晶的影响 一定量和粒度小的的固态填充剂能成为聚合物的成核剂，加速聚合物结晶进程。如炭黑、二氧化硅、氧化钛、滑石粉、稀土氧化物等。如氧化镧对PA6明显提高PA6的结晶度和结晶速率。

《聚合物成型加工原理》课程教学大纲

高分子材料成型原理课程教学大纲 课程名称：高分子材料成型原理课程编码：02100090英文名称：Molding Theory for Polymer material 学时：56学时学分：3.5学分 开课学期：第七学期 适用专业：高分子材料工程 课程类别：必修 课程性质：专业课 先修课程：高分子物理 教材：《高分子材料成型加工原理》王贵恒主编化学工业出版社 一、课程的性质及任务 聚合物成型加工原理是高分子材料专业的一门专业课程，其主要任务是通过基础课、专业基础课、教育和社会实践等一系列教育环节，使学生了解高分子材料成型加工的基本原理、生产制造方法和工艺过程，为学生毕业后从事聚合物材料加工领域的教学、研究和技术创新等打下扎实的基础。 二、课程内容及学习方法 1、绪论 聚合物的加工方法及加工机械， 2、聚合物加工性质 聚合物材料的加工性能、可挤出性、可模塑性、可纺性,在加工过程中的粘弹性行为以及与加工条件的关系; 3、聚合物的流变性质 了解聚合物流动和变形的特征和基本分类，掌握粘度及其影响因素的关系。特别是成型加工工艺有关的参数 4、聚合物流体在管和槽中的流动 掌握聚合物流体在圆管和狭缝通道中流动的特点， 5、聚合物加工过程中的结构变化 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定 6、成型物料的配制 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定

7、挤出成型 普通型、三段式单螺杆挤出机基本原理：固体塞简化假设和固体输送原理；融化段的物理模型和影响因素；熔体输送段最简流动方程的意义 8、注射成型 移动螺杆式注塑机的基本结构和工作原理,掌握成型时熔体进入型腔内部流 动情况，及在此期间制品的内在质量与成型工艺的关系 9、其它成型加工方法 其他成型加工方法, 如：吹塑、旋转模塑、热成型、热固模塑{压缩和传递模塑}发泡塑料加工、冷成型、共混和增强等 三、课程的教学要求 1、绪论 聚合物的加工方法及加工机械，了解本课程的基本任务。 2、聚合物加工性质 聚合物材料的加工性能、可挤出性、可模塑性、可纺性,在加工过程中的粘弹性行为以及与加工条件的关系;聚合物加工过程中聚集态结构和化学结构的变化以及 与加工条件的关系 3、聚合物的流变性质 了解聚合物流动和变形的特征和基本分类，掌握粘度及其影响因素的关系。特别是成型加工工艺有关的参数，如温度、剪切以及与多相体系配制工艺有关的因素等。 4、聚合物流体在管和槽中的流动 掌握聚合物流体在圆管和狭缝通道中流动的特点，了解可测物理量之间的相互关系，并利用这些关系式进行有关的计算。 5、加工过程中的结构变化 着重掌握热塑性塑料加工过程的取向、结晶等结构变化及对制品的影响，从而了解改进制品的质量的方法。 6、成型物料的配制 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定，了解常用的混合设备。 熟悉常用的几种配料工艺。 7、挤出成型 了解单螺杆挤出机的基本结构。 掌握普通型、三段式单螺杆挤出机基本原理：固体塞简化假设和固体输送原理；融化段的物理模型和影响因素；熔体输送段最简流动方程的意义。 结合上述理论，联系挤出实践，了解工艺和结构参数对挤出流量和质量的影响。 8、注射成型

聚合物加工工程习题与答案

绪论 1，材料的四个要素是什么？高分子材料的定义是什么？制造高分子材料的关键因素是什么？ 四个要素：材料的制备（加工），材料的结构，材料的性能和材料的使用性能 高分子材料是一定配合的高分子化合物（由主要成分树脂或橡胶和次要成分添加剂组成）在成型设备中，受一定温度和压力的作用融化，然后通过模塑成一定形状，冷却后在常温下能保持既定形状的材料制品。 关键因素是适宜的材料组成，正确的成型方法，合理的成型机械及模具。 2，结合形变温度曲线讨论高聚物的状态变化与成型加工的关系（影响状态变化的因素有哪些？温度是如何影响的？成型加工技术是如何从形变中出发进行选择的？） 影响状态变化的因素：聚合物的分子结构，聚合物的体系组成，聚合物所受的压力以及环境温度。第十页图7 3，高分子化合物的成型加工性能包括哪些性能？具体是什么？ 可挤压性：材料受挤压作用形变时，获取和保持形变的能力 可模塑性：材料在温度和压力作用下，产生形变和在模具中模制成型的能力 可延展性：材料在一个或两个方向上受到压延或拉伸的形变能力 可纺性：材料通过成型而形成连续固体纤维的能力 第一章 6，聚合物在成型过程中为什么会发生取向？成型时的取向产生的原因及形式有哪几种？取向对高分子材料制品的性能有何影响？ 在成型加工时，受到剪切和拉伸力的影响，高分子化合物的分子链会发生取向。 原因：由于在管道或型腔中沿垂直于流动方向上的各不同部位的流动速度不相同，由于存在速度差，卷曲的分子力受到剪切力的作用，将沿流动方向舒展伸直和取向。 高分子化合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用沿受力方向排列。主要包括单轴拉伸取向和双轴拉伸取向。 非晶态高分子取向包括链段的取向和大分子链的取向；结晶性高分子的拉伸取向包括晶区的取向和非晶区的取向 高分子材料经取向后，拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性增加。 5，何谓聚合物的二次结晶和后结晶？ 二次结晶：是指在一次结晶后，在残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内，继续结晶并逐步完善的过程 后结晶：是指一部分来不及结晶的区域，在成型后继续结晶的过程 第五章 1，材料的混合油哪三种基本运动形式？聚合物成型时熔融物料的混合以哪一种运动形式为主？为什么？ 有分子扩散，涡流扩散，体积扩散

高分子加工工程复习题有部分答案

《高分子加工工程》主要习题 第一章绪论 1. 何谓成型加工？高分子材料成型加工的基本任务是什么？ 将聚合物（有时加入各种添加剂、助剂或改性材料）转变为制品或实用材料的一种工程技术。 1.研究各种成型加工方法和技术； 2.研究产品质量与各种因素之间的关系； 3.研究提高产量和降低消耗的途径。 2. 简述聚合物成型加工时的关键步骤。 A.如何使聚合物产生流动与变形？方法: a.加热熔体； b.加溶剂溶液； c.加增塑剂或其它悬浮液。 B.如何硬化定型？方法：热固性：交联反应固化定型。热塑性：a.熔体冷却b.溶液加热挥发成溶剂c.悬浮体先加热使颗粒熔合，再冷却硬化定型 3. 简述聚合物转变时所发生的主要变化。 a.形状：满足使用要求而进行，通过流动与变形而实现。 b.结构：组成：非纯聚合物组成方式：层压材料，增强材料，复合材料宏观结构：如多孔泡沫，蜂窝状，复合结构微观结构：结晶度，结晶形态，分子取向等 c.性质： 有意识进行：生橡胶的两辊塑炼降解，硫化反应，热固性树脂的交联固化 方法条件不当而进行：温度过高、时间过长而引起的降解

4. 聚合物成型加工方法是如何分类的？简要分为那几类？ 1.根据形变原理分6类：a.熔体加工：b.类橡胶状聚合物的加工：c.聚合物溶液加工：d.低分子聚合物和预聚体的加工：e. 聚合物悬浮体加工：f.机械加工： 2.根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类： a.主要发生物理变化： b.主要发生化学变化： c.既有物理变化又有化学变化： 5. 简述成型加工的基本工序？ 1.预处理：准备工作：原料筛选，干燥，配制，混合 2.成型：赋予聚合物一定型样 3.机械加工：车，削，刨，铣等。 4.修饰：美化制品。 5.装配：粘合，焊接，机械连接等。 6. 简述塑料的优缺点。 优点：a.原料价格低廉；b.加工成本低；c.重量轻；d.耐腐蚀；e.造型容易；f.保温性能优良； g.电绝缘性好。 缺点：a.精度差；b.耐热性差；c.易燃烧；d.强度差；e.耐溶剂性差；f.易老化。 7. 举实例说明高分子材料在汽车、机械、日用品、化工、航天航空工业等领域的应用。 8. 学习高分子材料加工成型原理的目的、意义？ 1、有利于合理的制定加工工艺方案 2、对推广和开发聚合物的应用有十分重要的意义 3、新材料、新制品、新技术、新…… 第二章聚合物成型加工的理论基础 1、名词解释：

聚合物成型加工部分题库及答案

一.填空题 2. 热固性塑料的注射过程包括___________、______________和______________三个大阶段。 3. 挤出机的_______________ 和____________是管材挤出的关键部件。 6. 聚合物粘度主要由两方面内部因素来决定，聚合物熔体内的自由体积和大分子长链之间的缠结。 7. _______________ 型压延机在用于生产薄而透明薄膜的压延成型过程中，显示出明显优于__________型压延机的功能。 8. 双辊式压延机通常用于________ 和压片，目前以三辊式和四辊式压延机用得最为普遍。一般 _______ 压延用三辊式压延机较多，而_______压延较多用四辊式压延机进行压延。 9. 化学纤维制造可以概括为四个工序： 。 10.橡胶制品成型前的准备工艺包括： 、 、 、__________等工艺过程，在这些工艺过程中， 和 ________ 是最主要的两个工序。 11.随着高分子化合物相对分子质量的增加，高分子材料的 黏度 增加， 加工流动性 下降， 成型_困难。 ○12．橡胶在开炼机中混炼时，配合剂是靠 堆积胶_夹带混入胶料中的。（机械作用、辊筒） 14．橡胶加工过程中的主要配合剂有 硫化剂、补强填充剂、软化剂、增塑剂、防老剂 等。 15．高分子材料制品生产中，聚合物与其它物料混合进行配料后才能进行成型加工。混合设备是完成混合操作工序必不可少的工具。混合设备品种很多，主要有： 间歇式、连续式、分布式、分散式、高强度、中强度和低强度混合设备_等。 ○19．冷拉伸是指_室温至Tg 附近，热拉伸取向在___Tg-Tf 或Tm_范围内进行。 31. 高聚物的结构包括高分子_链_结构（它包括_高分子链的近程结构_和_高分子链的远程结构_）及高分子的_聚集态_结构，它由_晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构_和织态结构。 32. _热塑_性高分子能在适当的溶剂中溶解，加热时也能熔融，它的几何形态有 线型 和_支链型_；热固_性高分子既不能在溶剂中溶解，受热也不熔化，它的几何形态是_体型_。 33.高聚物在力学性能上表现出来的最大特点是：在一定条件下呈_粘_弹性；具有突出的_高_弹性。 34.高聚物只有在_张应力_作用下才能产生银纹，且其方向总是与银纹面_垂直_。 ○35.高聚物熔体是一种高弹性流体，它在流动时存在三种基本变形即__能量耗散形变、可恢复弹性形变、破裂。 36.在研究聚合物液的流动规律时，为简化计算，有如下四点假设： 液体不可压缩、等温流动、管壁处无滑移、粘度不随时间变化。 50.制备性能良好的高分材料的三个关键因素：适宜的材料组成 、正确的成型加工方法和合理的成型机械及模具。 塑化 注射充模 固化 机头口模 定型装置 倒L 斜Z 原料的塑炼 橡胶 塑料 原料制备 纺丝流体的制备 化学纤维的纺丝成型 化学纤维的后加工 原材料处理 生胶的塑炼 配料 胶料的混炼 生料的塑炼 胶料的混炼

高分子材料成型加工课后部分习题参考答案

2．分别区分“通用塑料”和“工程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”，“简单组分高分子材料”和“复杂组分高分子材料”，并请各举2～3例。 答：通用塑料：一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。通用塑料有：PE，PP，PVC，PS等； 工程塑料：是指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2 ,长期耐热温度超过100℃的，刚性好、蠕变小、自 润滑、电绝缘、耐腐蚀等，可代替金属用作结构件的塑料。工程塑料有：PA，PET，PBT，POM等； 工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料，耐热性在100℃以上，主要运用在工业上”。 热塑性塑料：加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚，氯化聚醚等都是热塑性塑料。(热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动、冷却变硬的过程是物理变化；) 热固性塑料：第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。这种材料称为热固性塑料。(热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三维的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。)酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、不饱和聚酯、有机硅等塑料，都是热固性塑料。 简单组分高分子材料：主要由高聚物组成(含量很高，可达95%以上)，加入少量(或不加入)抗氧剂、润滑剂、着色剂等添加剂。如：PE、PP、PTFE。 复杂组分高分子材料：复杂组分塑料则是由合成树脂与多种起不同作用的配合剂组成，如填充剂、增塑剂、稳定剂等组成。如：PF、SPVC。 用天然或合成的聚合物为原料，经过人工加工制造的纤维状物质。可以分类两类 1）人造纤维：又称再生纤维，以天然聚合物为原料，经过人工加工而改性制得。如：粘胶纤维、醋酸纤维、蛋白质纤维等 2）合成纤维：以石油、天然气等为原料，通过人工合成和纺丝的方法制成。如：涤纶、尼龙、腈纶、丙纶、氨纶、维纶等 3．高分子材料成型加工的定义和实质。 高分子材料成型加工是将聚合物(有时还加入各种添加剂、助剂或改性材料等)转变成实用材料或制品的一种工程技术。 大多数情况下，聚合物加工通常包括两个过程:首先使原材料产生变形或流动，并取得所需要的形状，然后设法保持取得的形状(即硬化)，流动-硬化是聚合物工过程的基本程序。 高分子材料加工的本质就是一个定构的过程，也就是使聚合物结构确定，并获得一定性能的过程。 第一章习题与思考题 2．请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。 答：晶态聚合物：Tm～Td；非晶态聚合物：Tf～Td。 对于作为塑料使用的高聚物来说，在不结晶或结晶度低时，最高使用温度是Tg，当结晶度达到40%以上时，晶区互相连接，形成贯穿整个材料的连续相，因此在Tg以上仍不会软化，其最高使用温度可提高到结晶熔点。熔点（Tm）：是晶态高聚物熔融时的温度。表征晶态高聚物耐热性的好坏。 3．为什么聚合物的结晶温度围是Tg～Tm？ 答：T>Tm 分子热运动自由能大于能，难以形成有序结构 T

聚合物加工复习题答案

第一章 聚合物流变学基础 1. 了解“连续介质模型”的内容，清楚分子与质点的区别。 连续介质模型 （1）定义：不考虑微观分子结构，把流体视为由无数多个充满流体所在空间、彼此间无任何间隙的质点所组成，相邻质点宏观物理量的变化是连续的。 （2）质点的概念：I.宏观上无限小——只有位置，没有大小（几何点） 每个质点的物理量只能有唯一确定值（物理点） 避免了分子的不连续性 II.微观上无限大——每个质点均包含许多分子，质点的 物理参数是许多分子运动的平均表现 避免了分子的不均匀性 （3）物理意义：流体是连续的，依附在流体上的物理参数也是连续的，可用连续函数的概念来描述流体的流动和变形。 欧拉法的质点导数 2.掌握内力和应力的概念及二者的联系。 3. 何谓一点处的应力？用什么物理量表征？掌握该物理量在直角坐标系中的数学表示式及各分量的含义。对于给定微元体，能够标出各个应力分量。 4. 掌握应变张量和应变速率张量在直角坐标系中的数学表达式及各分量的含义。对于给定的流场，要求能够写出相应的应变速率、应力张量。 5. 为什么固体的变形可以用应变来描述，而流体的变形则需要用应变速率来描述？

X 3. 何谓一点处的应力？用什么物理量表征？掌握该物理量在直角坐标系中的数学表示式及各分量的含义。对于给定微元体，能够标出各个应力分量。 应力张量的基本加减运算

4.掌握应变张量和应变速率张量在直角坐标系中的数学表达式及各分量的含义。对于给定的流场，要求能够写出相应的应变速率、应力张量。

5. 为什么固体的变形可以用应变来描述，而流体的变形则需要用应变速率来描述？ 6. 连续性方程、运动方程和能量方程分别与物理学中哪三个定律相对应？要求掌握连续性方程在直角坐标系下的数学表示式以及运动方程和能量方程的矢量微分式子。 7. 掌握连续性方程、运动方程和能量方程的物理意义，请写出特殊情况下（稳定流场或不可压缩流体）各个方程的矢量微分式子。 8. 自然界中的流动主要分哪几类？其流动曲线各有何特点？对于每一种流体，各试举出两个例子，其中多数聚合物熔体属于哪一类流体？

高分子材料成型加工原理试题

一、填空 1、聚合物具有一些特有的加工性质，如有良好的__可模塑性__，__可挤压性__，__可纺性__和__可延性__。 2、__熔融指数__是评价聚合物材料的可挤压性的指标。 3、分别写出下列缩写对应的中文：PS: 聚苯乙烯, PMMA: 聚甲基丙烯酸甲酯, PE:聚乙烯, PP:聚丙烯 , PVC 聚氯乙烯, PC 聚碳酸酯 , SBS: 苯乙烯丁二烯苯乙烯共聚物 , PA: 聚酰胺,POM 聚甲醛 4、按照经典的粘弹性理论，线形聚合物的总形变由普弹性变、推迟高弹形变、粘弹性变三部分组成。 5、晶核形成的方法：均相成核、异相成核。 6、单螺杆挤出机的基本结构：传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模、辅助设备。 7、生胶按物理性状通常分为捆包胶、颗粒胶、粉末胶、乳胶和液体胶。 1.聚合物加工转变包括：（形状转变）、（结构转变）、（性能转变）。 2.写出熔融指数测量仪结构示意图各个结构的名称：（热电偶测温管）、（料筒）、（出料孔）、（保温层）、（加 热器）、（柱塞）、（重锤）。 3.按照塑料塑化方式的不同，挤出工艺可分为（干法）和（湿法）二种；按照加压方式的不同，挤出工艺 又可分为（连续式）和（间歇式）两种。 4.填充剂按用途可分为两大类：（补强填充剂）、（惰性填充剂）。 5.测硫化程度的硫化仪：（转子旋转振荡式硫化仪）。 6.合成纤维纺聚合物的加工方法：（熔融法）和（溶液法）。 2 、聚合物流动过程最常见的弹性行为是：端末效应和不稳定流动。 3、注射过程包括加料、塑化、注射、冷却和脱模五大过程。 5、开放式炼胶机混炼通常胶料顺序：生胶（或塑炼胶）、小料、液体软化剂、补强剂、填充剂、硫黄 6、常用的硫化介质有：饱和蒸汽、过热蒸汽、过热水、热空气以及热水。 7、螺杆结构的主要参数：t、W、h分别指的是螺距、螺槽宽度、螺槽深度。 1、非牛顿流体受到外力作用时，其流动行为有以下特征：（剪应力）和（剪切速率）间通常不呈比例关系，因而剪切粘度对剪切作用有依赖性；非牛顿性是(粘性)和(弹性)行为的综合，流动过程中包含着不可逆形变和可逆形变两种成分。 2、制造泡沫塑料的发泡方法可分为（机械发泡）、（物理发泡）、（化学发泡）三种。 3、聚合物的粘弹性行为与加工温度T有密切关系，当T>Tf时，主要发生(粘性形变)，也有弹性效应，当Tg

四川大学聚合物成型加工基础部分试题

2014年1月四川大学高分子成型加工基础试题 ——造福学弟学妹，记忆写出 1.简述温度对不同分子链结构黏度的影响。 2.举例说明熔体流动粘弹性的表现，主要是加工过程中的现象。 3.加工工程中为什么要使用助剂？ 4.什么是增塑剂？有什么作用？其増塑的原理是什么？ 5.单螺杆挤出机的主要部件是什么，各有什么作用？ 6.挤出机料筒有哪些加热和冷却方式？ 7.简述注塑成型过程。 8.注塑制件有哪些后处理方法，各有什么意义？ 9.生产薄膜和片材的主要方法有哪些？ 10.简述中空成型的粘弹性原理。 主要是看题库，了解加工方法的定义和流程，影响因素即可。

2011年A卷 1.高聚物熔体在流动中为何会出现剪切变稀？ 2.不同降温速度下得到的挤出吹塑聚丙烯薄膜结构和力学性能有何区别？ 3. 聚合物熔体产生离模膨胀的原因是什么？分析影响因素。 4. 简述单螺杆挤出机的螺杆的几个功能段的作用。 5.简述采用单螺杆挤出机挤出成型的挤出稳定性与螺杆均化段长度, 螺槽深度及物料流动性的关系. 6.某厂要生产三种产品：聚乙烯水管、聚乙烯管件、聚乙烯薄膜，现 有三个牌号的聚乙烯树脂可供选择：A树脂熔融指数（MI）为0.4； B树脂熔融指数（MI）为4；C树脂熔融指数（MI）为20，该如何选择？为什么？ 7. 简述注射成型过程中，注射压力对熔体流动及最终制品性能的影 响。 8.简述二次成型的粘弹性原理。 9.试比较挤出成型和注射成型制品的特点。 10. 造成压延产品横向厚度不均的重要因素之一是辊筒的变形和辊 筒表面温度不均匀，应当如何防止？

2011年B卷 1.以图例说明假塑性聚合物流体在不同剪切速率下的流变行为及形 成机理。 2.为什么聚合物的结晶温度范围是Tg-Tm之间？不同降温速度对注 塑制品结构及性能影响如何？ 3.取向与结晶有什么不同？非晶态高聚物取向后有什么变化？取向度对注塑制品的力学性能有何影响? 4．要得到含有约30%（重量比）碳酸钙的聚丙烯制品，简述需要用什么加工设备和工艺方法。 5．简述单螺杆挤出机主要包括哪些部分 6．如何获得单螺杆挤出机最大的固体输送速率? 7．简述气体辅助注射成型的原理和工艺过程。 8．与挤出用单螺杆相比较，注射用螺杆有哪些不同？ 9．简述热固性树脂基复合材料的模压过程。 10．简述二次成型的粘弹性原理。

聚合物成型新工艺

1、振动辅助成型原理及特点： 原理：动态注射成型技术 如果在注射成型过程中引入振动，使注射螺杆在振动力的作用下产生轴向脉动，则成型过程料筒及模腔中熔体的压力将发生脉动式的变化，改变外加振动力的振动频率与振幅．熔体压力的脉动频率与振幅也会发生相应的变化，熔体进入模腔进行填充压实的效果也必然会发生相应的变化。通过调控外加振动力的振动频率与振幅．可以使注射成型在比较低的加工温度下进行，或者是可以降低注射压力和锁模力，从而减小成型过程所需的能耗，减小制品中的残余应力，提高制品质量。 分类：在机头上引入机械振动；机头引入超声振动；在挤出全过程引入振动 振动力场对挤出过程作用的机理 挤出过程中的振动力场作用提高了制品在纵向和横向上的力学性能，并且使二者趋于均衡这种自增强和均衡作用是聚合物大分子之间排列和堆砌有序程度提高的结果，也是振动力场对聚合物熔体作用的结果，可以解释为是振动力场作用使聚合物熔体大分子在流动过程中发生平面二维取向作用而产生“拟网结构”的结果。 在振动塑化挤出过程中，由于螺杆的周向旋转和轴向振动，聚合物熔体受到复合应力作用，在螺槽中不仅受到螺槽周向剪切力作用，而且也受到轴向往复振动剪切力作用。由于轴向振动作用具有交变特征，因此，与周向剪切作用的复合作用在空间和时间维度上进行周期性变化，可以把这种复合作用描述成空间矢 向拉伸时也不会解离。在纵向上由于有牵引拉伸作用，取向程度较高，大分子链、片晶较多地沿拉伸方向排列，因而其力学性能较高；其他方向上因拟网结构被固化，也出现部分大分子取向，表现为制品的横向力学性能的提高和纵横向性能趋于均衡；而在薄膜挤出吹塑时，制品厚度小，由于轴向振动分量作用减弱了纵向流动剪切和拉伸的诱导取向作用，动态挤出时的薄膜制品的纵向拉伸强度较稳态挤出时有所下降。总说： 在高分子材料成型加工过程中引入振动，会对高分子材料成型过程产生一系列影响。振动力场能量的引入并不是能量的简单叠加，而是利用高分子材料成型过程在振动力场作用下表现出来的非线性特性，降低成型过程能耗，提高产品质量，是一种新型的低能耗成型方法。 特点：振动挤出对塑料制品性能的影响 在动态塑化挤出成型过程中，振动力场被引入塑化和成型的全过程，不仅对物料的输送、熔融、塑化和熔体输运过程产生了影响，而且改变了聚合物熔体在制品成型过程中的流动状态，并对制品的微观结构形成历程和形态产生了重要的影响。振动塑化过程的脉动剪切作用可以提高聚合物熔体中微观有序结构的程度与分布，如大分子的取向，这种局部有序性在制品成型的过程中并不会完全松弛，在熔体冷却过程中对结晶聚合物的晶体的形成或分子的取向结构产生一定的影响，得到在微观水平上具有更有序的长程结构的聚合物制品。因此，在不添加任何塑料助剂的情况下，振动塑化挤出加工可提高制品的力学性能。 另一方面，振动塑化过程具有强烈的脉动剪切和拉伸效果，与稳态加工过程中的单向剪切作用相比，这种作用对于改善复杂流体中的多相体系之间的混合与分散具有明显的效果，能有效的促进多相体系中的均质、均温进程，提高多相体系微观结构的均化程度因此，通过振动塑化挤出加工制备的高分子材料具有优化的分散结构和力学性能，这种制备与成型技术对于制备高分子材料及其制品具有明显的优势。 上述结果表明，引入振动力场后，在产量相同的条件下，输送塑化的能耗需求降低，螺杆的长径比可以相应减少，而且在一定的振动参数范围内，不但能够保证甚至还能提升制品综合性能。 众多的实验研究和生产实践表明：将振动力场引入聚合物成型加工的全过程可以降低聚合物熔体黏度、降低出口压力、减少挤出胀大、提高熔融速率、增加分子取向、降低功耗、提高制品力学性能等。 在聚合物的加工全过程中引入的振动力场，对聚合物的加工过程产生了深刻影响，表现出许多传统成型加工过程中没有的新现象，如加工温度明显降低、熔体粘度减小、挤出胀大减小、制品产量和性能提高，以及振动力场的引入能有效促进填充、改性或共混聚合物体系中各组份间的分散、混合和混炼等。 在塑料挤出加工中引入振动场，侧重于通过改变挤出加工中的过程参数(压力、温度、功率)来改善挤出特性，使之更有利于塑料的挤出成型加工；同时，振动场的作用也使挤出成型制品质量得以提高。而在塑

聚合物成型加工——复习提纲

一、流变学基础 1. 聚合物成型加工，是聚合物原料及其助剂，通过塑料加工机械和模具，在热和外力等因素的作用下，获得满足形状和性能要求的制品的过程。 2. 聚合物成型加工的核心要素:材料（配方）、（加工）设备、（加工）工艺 3. 流动性-剪切粘度，可延性-内聚力、拉伸粘度 4. 流变学是研究材料流动及变形规律的一门科学。 5. D=λ/t，λ松弛时间（relaxation time)(材料性质)，t形变过程的时间(变形的环境条件），打破了固体和流体响应的界限,提供了衡量粘弹性的定量尺子 6. 粘弹性是聚合物流变行为的基本特征 7. 拉伸流动:纵向速度梯度；剪切流动：横向速度梯度。剪切流动与液体的粘性联系在一起，而拉伸流动与液体的弹性联系在一起。 8. 拖曳流动：流体边界相对运动；压力流动：流体边界无相对运动 9. 流体抵抗流动变形的能力称为粘度，反映流体内摩擦阻力的大小。 10. 绝对速率理论: 把粘滞流动看成是受高能量过渡状态控制的一种速率过程。液体分子从开始的平衡位置过渡到另一平衡状态。越过能垒进行传输，该能垒受到作用应力的影响发生偏移。说明：在外应力很小时，粘度与应力无关，应力较大时，粘度随应力提高而下降。 11. 自由体积理论：自由体积，由于提高了容许分子运动的空隙，其值越大粘度越小；给定温度下分子的体积，温度越高，其值越大。所以温度升高，自由体积增大，粘度降低； 12. 过剩熵理论: 温度下降，液体的熵降低，使形变增加困难 13. 触变性(thixotropic)：一定T、γ~,随时间增加，η下降；震凝性(rheopectic)液体：一定T、γ~,随时间增加，η上升 14. 流体粘度随剪切速率变化的内在原因：体系内微观结构的变化 15. 聚合物普适流动曲线:在取向度相同的条件下，不同体系具有相同的约化粘度 16. 剪切变稀：缠结理论和取向理论 17. 粘流活化能：是分子链流动时用于克服分子间作用力以便更换位置所需要的能量 18. 聚苯乙烯熔体的粘度，对温度和剪切速率都敏感。 19. 塑料中，用于注射成型的树脂分子量应小些，用于挤出成型的树脂分子量可大些，用于吹塑成型的树脂分子量可适中。 20. 橡胶工业中常用门尼粘度表征材料的流动性，塑料工业中常用熔融指数或流动长度表征塑料的流动性。 21. 分子量分布宽，非牛顿性显著，η对剪切较敏感；分布窄，更多牛顿性特征，η对温度较敏感。 22. 低剪切速率下，粘度主要取决于高分子量组分；高剪切速率下，粘度主要取决于低分子量组分

聚合物成型加工工艺

《聚合物成型加工工艺》试题 一．概念题。（共6 题，每题3分，共18 分） 1、吹胀比： 2、螺杆长径比： 3、塑化： 4、注射成型： 5、挤出胀大： 6、固体床： 二、选择题，将正确的答案填在空格处。（共10 题，每题2分，共20 分） 1、挤出机的螺杆分为（） A加料段、熔融段、均化段 B 加料段、融化段、挤出段C熔融段、均化段、挤出段 D 融化段、熔融段、挤出段 2、为提高物料输送能力，常采取的措施不包括（） A 冷却螺杆，使螺杆的温度略低于料筒 B 提高螺杆的转速 C 在料筒内壁开设纵向沟槽 D 升高料筒的温度 3、注射成型工艺适用于（）。 A．只有热塑性塑料 B．只有热固性塑料 C．主要成型热塑性塑料，某些热固性塑料也可用注射方法成型 D．所有塑料都可以 4、挤出成型工艺过程与注射成型工艺过程最大的区别是（）。 A．挤出成型有牵引装置、冷却装置和切割装置，而注射成型没有 B．挤出成型模具不用预热，注射模具要预热 C．挤出成型适用于热固性塑料，注射成型工艺适用于热塑性塑料 D．挤出成型过程是连续的，注射成型过程是有间隔的 5、下列不属于单螺杆挤出机的基本结构的是（） A传动部分B加料装置C 切割装置D机头和口模

6、螺杆注射机的注射量主要取决于（）。 A、注射油缸的油压大小 B、模具阻力 C、螺杆直径和行程 D、螺杆转速 7、保压补塑阶段的作用是（）。 A．塑件冷却的需要B．注射机的结构决定的 C．减少应力集中D．补充型腔中塑料的收缩需要 8、结构复杂的热固性塑料制件，固化时间应（） A.快些 B.关系不大 C.不能确定 D.不宜过快 9、挤出速率是指（）。 A.挤出机挤出的塑料质量 B.单位时间内挤出机口模挤出的塑料质量或长度 C.牵引装置的速度 D.切割装置的速度 10、口径不大的各种瓶、壶、桶和儿童玩具等选用哪种成型生产方法（） A、冷挤压成型法 B、中空吹塑法 C、注射成型法 D、拉伸成型法 三．、填空题。（共13 空，每空2分，共26 分） 1、挤出机螺杆的结构形式主要是______________和______________两种。 2、______________是连接料筒和模具的过渡部分。 3、螺杆的中心开设有孔道的目的是__________________。 4、熔体在挤出机螺杆的均化段的流动有四种形式，分别为___________、负流、横流、 ___________。 5、聚烯烃树脂的交联方法有_____________、辐射交联。 6、挤出制品截面形状与______________完全一致。 7、在挤出成型过程中，使物料由旋转运动变为直线运动的主要部件是：______________ 。 8、挤出成型模具被称为_________________。 9、喷嘴是连接________________和_______________的过渡部分。 10、中空吹塑的两个基本工艺阶段是：型坯成型和______________。 四．简答题。（共 6 题，每题 6 分，共 36 分） 1、试述机头和口模的作用。 2、塑料的挤出成型有何特点？试写出PVC,PE,PA,PS在塑料挤出机中合适的各段加工温度（加料段、压缩段、均化段、机头及口磨）。 3、简述挤出—吹塑工艺过程及其优缺点。 4、为什么要保压？保压对制品性能有何影响？ 5、与挤出机的螺杆相比，注射机的螺杆在结构上、运动上及功能上有何特点？多用于那些场合？ 6、影响粘度的因素有那些？是如何影响的？